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ステータコア、モータステータ、モータ及びステータコアの製造方法 - 住友電気工業株式会社
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発明の名称 ステータコア、モータステータ、モータ及びステータコアの製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−20294(P2007−20294A)
公開日 平成19年1月25日(2007.1.25)
出願番号 特願2005−198483(P2005−198483)
出願日 平成17年7月7日(2005.7.7)
代理人 【識別番号】100089233
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 茂明
発明者 佐藤 淳 / 尾山 仁 / 豊田 晴久 / 遠藤 康浩 / 立松 和高 / 原田 健司
要約 課題
金型のパンチ強度を損なうことなく、簡易な構成により、ステータコアのコイル装着部におけるパンチ対向面の外縁部のエッジの尖り度合いを軽減できるステータコア及びその関連技術を提供する。

解決手段
圧粉磁性体材料により形成されたコア本体11の少なくともティース部11Bにおけるプレス成形時のパンチ対向面32の外縁部320に付けられた樹脂12により、外縁部320のエッジ321の尖り度合いが軽減される。樹脂12は、エッジ321に沿って形成される面取り部322に付けられる。樹脂付けは、溶融樹脂中にコア本体11を浸積して引き上げる等により行われる。
特許請求の範囲
【請求項1】
圧粉磁性体材料を用いたプレス成形により形成されるステータコアであって、
圧粉磁性体材料により形成されるコア本体と、
前記コア本体のコイル装着部におけるプレス成形時のパンチ対向面の外縁部に付けられ、前記外縁部のエッジの尖り度合いを軽減する樹脂と、
を備えることを特徴とするステータコア。
【請求項2】
請求項1に記載のステータコアであって、
前記樹脂は、前記コイル装着部の前記外縁部において前記エッジに沿って形成される面取り部に付けられることを特徴とするステータコア。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の前記ステータコアを備えることを特徴とするモータステータ。
【請求項4】
請求項3に記載の前記モータステータを備えることを特徴とするモータ。
【請求項5】
ステータコアの製造方法において、
圧粉磁性体材料を用いたプレス成形によりコア本体を形成する工程と、
前記コア本体を、固化した際に樹脂化する略液状の物質に浸積して引き上げことにより、前記コア本体のコイル装着部におけるプレス成形時のパンチ対向面の外縁部に樹脂を付ける工程と、
を備えることを特徴とするステータコアの製造方法。
【請求項6】
ステータコアの製造方法において、
圧粉磁性体材料を用いたプレス成形によりコア本体を形成する工程と、
前記コア本体の所定部分に、固化した際に樹脂化する略液状の物質を塗布又は吹き付けることにより、前記コア本体のコイル装着部におけるプレス成形時のパンチ対向面の外縁部に樹脂を付ける工程と、
を備えることを特徴とするステータコアの製造方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、圧粉磁性体材料を用いたステータコア及びその関連技術に関する。
【背景技術】
【0002】
モータのステータコアとして、圧粉磁性体を用いて形成されたものがある(例えば、特許文献1)。この種のステータコアの成形金型では、パンチの外縁部をプレス方向に尖った構造とすると、プレス時の衝撃等によりパンチの外縁部が欠ける等の損傷が生じやすくなるため、パンチの外縁部は少なくともプレス方向に張り出さないような構造とする必要がある。
【0003】
このような金型の制約のため、ステータコアにおけるパンチ対向面の外縁部は、丸みを付けることができず、尖ったエッジを有している。このため、この種のステータコアでは、コイル装着部の外周におけるパンチ対向面の外縁部にも、尖ったエッジが形成されている。
【0004】
【特許文献1】特開2004−40871号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記のようにステータコアのコイル装着部の外周に尖ったエッジがあると、エッジによりコイルが傷つけられ、コイルの絶縁被覆が破損される等の問題が生じる。
【0006】
本発明は斯かる懸案事項に鑑みなされたものであり、金型のパンチ強度を損なうことなく、簡易な構成により、ステータコアのコイル装着部におけるパンチ対向面の外縁部のエッジの尖り度合いを軽減できるステータコア及びその関連技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するため、請求項1の発明では、圧粉磁性体材料を用いたプレス成形により形成されるステータコアであって、圧粉磁性体材料により形成されるコア本体と、前記コア本体のコイル装着部におけるプレス成形時のパンチ対向面の外縁部に付けられ、前記外縁部のエッジの尖り度合いを軽減する樹脂とを備える。
【0008】
また、請求項2の発明では、請求項1の発明に係るステータコアであって、前記樹脂は、前記コイル装着部の前記外縁部において前記エッジに沿って形成される面取り部に付けられる。
【0009】
また、請求項3の発明では、請求項1又は2の発明に係る前記ステータコアを備える。
【0010】
また、請求項4の発明では、請求項3の発明に係る前記モータステータを備える。
【0011】
また、請求項5の発明では、ステータコアの製造方法において、圧粉磁性体材料を用いたプレス成形によりコア本体を形成する工程と、前記コア本体を、固化した際に樹脂化する略液状の物質に浸積して引き上げことにより、前記コア本体のコイル装着部におけるプレス成形時のパンチ対向面の外縁部に樹脂を付ける工程と、を備える。
【0012】
また、請求項6の発明では、ステータコアの製造方法において、圧粉磁性体材料を用いたプレス成形によりコア本体を形成する工程と、前記コア本体の所定部分に、固化した際に樹脂化する略液状の物質を塗布又は吹き付けることにより、前記コア本体のコイル装着部におけるプレス成形時のパンチ対向面の外縁部に樹脂を付ける工程と、を備える。
【発明の効果】
【0013】
請求項1に記載の発明によれば、圧粉磁性体材料により形成されたコア本体のコイル装着部におけるプレス成形時のパンチ対向面の外縁部に付けられた樹脂により、コイル装着部の前記外縁部のエッジの尖り度合いが軽減されるため、金型のパンチ強度を損なうことなく、簡易な構成により、コイル装着部の前記外縁部のエッジの尖り度合いを軽減できる。
【0014】
また、コイル本体のコイル装着部とコイルとの間に、コイル保護用の特別な部材を介挿する必要がなく、コイル占積率の向上及び部品点数の削減の効果も得られる。
【0015】
請求項2に記載の発明によれば、コア本体のコイル装着部におけるパンチ対向面の外縁部には、プレス成形の都合上、エッジに沿って面取り部が形成されるため、その部分に樹脂を付けることにより、エッジの尖り度合いを容易かつ的確に軽減させることができる。
【0016】
請求項3に記載の発明によれば、簡易な構成により、コア本体のコイル装着部のエッジによるコイルの損傷を防止できるモータステータを提供できる。
【0017】
請求項4に記載の発明によれば、簡易な構成により、ステータコアのコイル装着部のエッジによるコイルの損傷を防止できるモータを提供できる。
【0018】
請求項5に記載の発明によれば、コア本体のコイル装着部におけるパンチ対向面の外縁部に形成される面取り部は、やや窪んでおり、固化した際に樹脂を形成する略液状の物質にコア本体を浸積して引き上げるだけで、液体が面取り部に残留するため、簡単な工程により樹脂を面取り部に選択的に付けることができる。
【0019】
請求項6に記載の発明によれば、固化した際に樹脂を形成する略液状の物質を塗布又は吹き付けることにより、コア本体に樹脂を付けるため、簡単な工程により樹脂付けを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
(実施の形態)
図1は、本発明の一実施形態に係るモータの主要部の構成を示す平面図である。図1に示す様に、当該モータのロータ(回転子)(図示せず)の回転軸周りに(周方向に沿って)、複数の分割モータステータが配列されている。各分割モータステータは、大別して、その中核部を成す分割ステータコア(以下、単にステータコアとも称す)1と、ステータコア1に装着されたコイル4とを備える。そして、ステータコア1は、コア本体11と、そのコア本体11の外周に付けられた樹脂12(図5参照)とを備える。コア本体11は、ヨーク部11Aと、ヨーク部11Aと一体化されたコイル装着部に相当するティース部11Bとを備えて構成されており、ティース部11Bの周りにコイル4が外挿されている。
【0021】
ここで、コア本体11は、圧粉磁性体材料をプレス成形する等して形成された圧粉磁性体である。圧粉磁性体材料とは、結合用樹脂を含有しない場合は、金属磁性粉末(例えば鉄粉)又は所定の被膜(例えば燐酸化合物被膜)で覆った金属磁性粉末(例えば鉄粉)からなる粉末材料であり、結合用樹脂を含有する場合は、前記金属磁性粉末の粉末粒子又は前記被膜付きの金属磁性粉末の粉末粒子に結合用樹脂を付着させてなる粉末材料である。圧粉磁性体の結合用樹脂としては、例えばポリフェニレンサルファイド、可溶性ポリイミド若しくは更に他の樹脂、又はこれらの混合物等が用いられる。
【0022】
コア本体11は、圧粉磁性体材料を所定の成形用の型に充填して加圧、圧縮した後、加熱処理を施すことにより、形成される。この点を、図1のA−A線に沿った断面図に該当する図2に、模式的に示す。図2において、所定の型を成すダイ23で挟み込まれて固定された圧粉磁性体材料13は、対を成すパンチ(例えば、上パンチ、下パンチ)21,22によって、ロータの回転軸に平行な軸方向に沿ってプレスされて圧縮される。この際、パンチ21,22のパンチ面の少なくとも外縁部には、パンチ21,22の強度確保等のために、プレス方向に対して略垂直な方向に延びる部分21a,22aが形成される。
【0023】
このような形状を備える両パンチ21,22によって圧粉磁性体材料13をプレスするため、図3及び図4に示すように、圧縮後のコア本体11の外周におけるプレス成形時にパンチ21,22と対向するパンチ対向面31,32の外縁部310,320には、略直角に尖ったエッジ311,321が形成される。また、パンチ対向面31,32の外縁部310,320には、プレス成形の都合上、やや窪んだ面取り部312,322がエッジ311,321に沿ってその内周側近傍に形成される。
【0024】
そして、このような形状を有するコア本体11の少なくともティース部11Bにおけるパンチ対向面31,32の外縁部310,312には、図5に示すように、樹脂12が付けられ、これによってエッジ311,321の尖り度合いが軽減されている。より具体的には、樹脂12は、面取り部312,322を埋め、かつ、樹脂12のエッジ311,321側の縁部がエッジ311,321にほぼ接するように、面取り部312,322に選択的に付けられる。また、樹脂12は、エッジ311,321の延設方向に垂直な断面(図1のA−A断面)の表面形状が、外方に張り出すように丸み(R形状)を持っている。これによって、樹脂12の丸みを有する表面がエッジ311,321に連なるように位置することになり、エッジ311,321の尖り度合いが軽減される。
【0025】
次に、ステータコア1の製造工程について説明する。図6に示すように、ステップS1で、上記の如く圧粉磁性体材料が所定の成形型に充填されて加圧、圧縮された後、加熱処理を施されて、コア本体11が形成される。
【0026】
続くステップS2では、樹脂付けが行われる。樹脂付けの手法としては、例えば、固化した際に樹脂12を形成する略液状の物質(例えば、樹脂12の材料を溶融させたもの)が入った処理槽にコア本体11を浸積して引き上げる方法が考えられる。コア本体11を処理槽から引き上げた際に、前記略液状の物質の表面張力等により、その物質が、やや窪んだ面取り部312,322のみに、表面が丸みを持ってやや盛り上がった状で残留する。このとき、コア本体11の他の部分に付着した前記略液状の物質は、コア本体11の表面から自然に流れ落ちる。
【0027】
ここで、他の樹脂付けの手法としては、前記略液状の物質を面取り部312,322に塗布する方法や、吹き付ける方法などが考えられる。また、前記略液状の物質の他の例としては、樹脂12の材料を溶剤に溶解させたものや、熱、外気又は紫外線等による反応により硬化する硬化性樹脂などが考えられる。
【0028】
続くステップS3では、ステップS2で付けられた樹脂12の定着処理(固化処理)が行われる。例えば、溶融樹脂を用いた場合には冷却処理(自然冷却を含む)が行われ、溶剤等を用いた場合にはその溶剤等の乾燥処理(自然乾燥、恒温槽等による強制乾燥、乾燥剤(水分吸収剤等)を用いた乾燥処理を含む)が行われ、硬化性樹脂を用いた場合は熱硬化等の硬化処理が行われる。
【0029】
続くステップS4では、余分な樹脂12を除去する(例えば、バリ取り、面取り等)などの仕上げ処理が行われる。
【0030】
以上のように、本実施形態によれば、圧粉磁性体材料13により形成されたコア本体11の少なくともティース部11Bにおけるパンチ対向面31,32の外縁部310,320に付けられた樹脂12により、ティース部11Bの外縁部310,320のエッジ311,321の尖り度合いが軽減されるため、金型のパンチ強度を損なうことなく、簡易な構成により、ティース部11Bの外縁部310,320のエッジ311,321の尖り度合いを軽減できる。
【0031】
また、コイル本体11のティース部11Bとコイル4との間に、コイル保護用の特別な部材を介挿する必要がなく、コイル占積率の向上及び部品点数の削減の効果も得られる。
【0032】
また、コア本体11のティース部11Bにおけるパンチ対向面31,32の外縁部310,320には、プレス成形の都合上、エッジ311,321に沿って面取り部312,322が形成されるため、その部分に樹脂を付けることにより、エッジ311,321の尖り度合いを容易かつ的確に軽減させることができる。
【0033】
また、面取り部312,322は、やや窪んでおり、例えば、固化した際に樹脂12を形成する略液状の物質にコア本体311を浸積して引き上げるだけで、略液状の物質が面取り部311,312にのみ残留するため、簡単な工程により樹脂12を面取り部311,312に選択的に付けることができる。
【0034】
また、塗布又は吹き付けにより樹脂付けを行う場合にも、簡単な工程により樹脂付けを行うことができる。
【0035】
(変形例)
本実施の形態で既述した成形体の樹脂浸漬処理方法を、コア本体11のヨーク部11Aの外縁部310,320に対しても適用可能である。これによって、コイル4がヨーク部11Aの外縁部310,320に接触しても、その部分のエッジ311,321によってコイル4が損傷するを防止できる。
【0036】
また、本実施形態に係る技術を、圧粉磁性体材料によって形成された非分割のステータコアのエッジに対して適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】本発明の一実施形態に係るモータの要部構成を示す平面図である。
【図2】軸方向から加圧してコア本体を形成する様子を模式的に示す、図1のA−A線に沿った断面図である。
【図3】コア本体のティース部の構造を模式的に示す、図1のA−A線に沿った断面図である。
【図4】図3中に円で囲ったティース部Bの領域を拡大して示す、図1のA−A線に沿った断面図である。
【図5】図3中に円で囲ったティース部の領域であってかつ樹脂が付けられた領域を拡大して示す、図1のA−A線に沿った断面図である。
【図6】ステータコアの製造工程説明図である。
【符号の説明】
【0038】
1 分割ステータコア
4 コイル
11 コア本体
11A ヨーク部
11B ティース部
12 樹脂
31,32 パンチ対向面
310,320 外縁部
311,321 エッジ
312,322 面取り部




 

 


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